Указания к решению задачи
Явление короны связано с потерей электрической энергии, которая в основном расходуется на движении заряженных частиц и частично на излучение. Однако при коронировании электродов с малой поверхностью эти потери настолько малы, что учёт теряемой энергии не имеет смысла. Лишь при электродах большой протяженности, как, например, в воздушных линиях электропередачи, учёт этих потерь имеет экономический интерес.
Для возникновения короны нужна определённая степень неоднородности поля, конфигурация которого в линиях передачи в основном определяется соотношениями расстояний между проводами и их радиусами.
При напряжениях до 110 кВ применяются провода таких диаметров, чтобы ограничить потери на корону весьма малыми величинами или вовсе избежать потерь на корону. Поэтому практический интерес имеют потери на корону в линиях очень высокого напряжения (110к5 и выше), а также в линиях, проходящих по высокогорным районам, где пониженное давление воздуха облегчает его ионизацию.
Строгий аналитический вывод формулы потерь на корону в настоящее время невозможен. Поэтому основной путь определения потерь на корону при переменном напряжении заключается в обобщении опытных данных, которых к настоящему времени накопилось довольно много.
Американский инженер Пик предложил широко известную формулу мощности потерь на корону:
где δ — относительная плотность воздуха;
r — радиус провода, см\
d — расстояние между проводами, см;
Uф — фазное напряжение на участке коронирования, кВ;
U0 — минимальное напряжение, при котором на линии возникает корона. Оно определяется по формуле:
U0
=
21,2
х δ
х rIn
х
m1m2
,
где m1 — коэффициент гладкости провода;
m2 — коэффициент погоды.
Из формул следует, что из геометрических размеров линии основное влияние на потери оказывает радиус провода, увеличение которого приводит
к увеличению расчётного напряжения Ua. Влияние расстояния между проводами значительно меньше, тем более, что отношение dir для линий ВН (110 кВ и выше) изменяется в очень узких пределах.
При выполнении задачи использовать Л—1 (С. 46-61).
Решение:
Uф=
U/
=89,01 кВ
Найдем значения U0 = 21,2 х δ х rIn х m1m2, для различных значений m2
При m2=1
U0
= 21,2 х 1 х 0,7In
х
0,85 х1=85,18кВ
Найдем значения Рк=241/ δ х(ᵳ+25) х(r/d)1/2 х(Uф-U0)2 х10-5
При U0=85,18кВ, Рк=241/ 1 х(50+25) х(0,7/600)1/2 х(89,01 -85,18)2 х 10-5
Рк =0,09 кВт/км х фаза
Рассчитаем потери в линии Рк= Рк х l= 0,09 х 150=13,58 кВт / фаза
При m2=0,8 U0 = 21,2 х 1 х 0,7In х 0,85 х0,8=68,151кВ
При U0=68,151кВ, Рк=241/ 1 х(50+25) х(0,7/600)1/2 х(89,01 -68,151)2 х 10-5
Рк = 2,6 кВт/км х фаза
Рассчитаем потери в линии Рк= Рк х l= 2,6 х 150 =402,93 кВт/ фаза
При удвоении радиуса провода
U0
= 21,2 х 1 х 1,4In
х
0,85 х1=152,89кВ
Рк=241/ 1 х(50+25) х(1,4/600)1/2 х(89,01 -152,89)2 х 10-5
Рк = 35,4 кВт/км х фаза
Рассчитаем потери в линии Рк= Рк х l= 35,4 х 150 =5310,55 кВт/ фаза
При удвоении расстояния между проводами
U0
= 21,2 х 1 х 0,7 In
х
0,85 х1=93,93 кВ
Рк=241/ 1 х(50+25) х(0,7/1200)1/2 х(89,01 -93,93)2 х 10-5
Рк = 0,104 кВт/км х фаза
Рассчитаем потери в линии Рк= Рк х l= 0,104 х 150 =15,74 кВт/ фаза
Вывод: из проведенных расчетов следует что потери при m2=1( влажная погода)значительно больше , чем потери при m2=0,8(сухая погода), а потери при увеличении радиуса провода значительно выше чем при увеличении расстояния между проводами
Задача 4. Определить пробивное напряжение проходного изолятора на номинальное напряжение 6 кВ. Наружный диаметр фарфора D, диаметр токоведущего стержня d, толщина фарфора п, прочность фарфора Епр.ф, относительная диэлектрическая проницаемость фарфора е указаны в табл. 3 Прочность воздуха Епр.в = 30 кВ/см.
Таблица 3
Вариант |
D, см |
d, см |
п, мм |
□ |
Enp.ф, кВ/см |
|
1 |
7,5 |
1,1 |
8 |
6 |
60 |
|
0 |
14 |
1,44 |
18 |
6,8 |
90 |
|
Требуется определить начальное напряжение появления короны на стержне и начальное напряжение скользящего разряда, отношение пробивного напряжения к напряжению скользящего разряда.
Привести эскиз проходного изолятора и показать пути разряда.